Система автовождения карьерного автосамосвала
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
°нее рассчитанные режимы работы двигателей и тормозной системы.
Планирование траектории начинается с построения эллипса (уравнение имеет вид (2.10)).
(2.10).
Большая его полуось (a) выбирается исходя из ширины площадки для манёвра, а малая (b) таким образом, чтобы наименьший радиус кривизны эллипса был не менее технологического радиуса. Эллипс является опорной кривой, и служит для определения точки разворота. Сопрягающая дуга является частью окружности, имеющей радиус незначительно больший технологического и строится так, чтобы она касалась эллипса и прямого отрезка, от которого и начинается планирование траектории разворота и подъезда к точке разгрузки.
Ширину малой полуоси можно определить следующим образом. Уравнение эллипса может быть приведено к виду:
Уравнение первой производной по х будет иметь вид: .
Уравнение второй производной по х будет иметь вид:
Текущий радиус эллипса
.
Подставив в последнее выражение х=0, получим
С учетом ограничения получим:
.
Опорными точками этого участка траектории являются: точка А с координатами x1, y1; точка О с координатами x2, y2 и точка В с координатами x3, y3.
Геометрическим местом центров окружностей частью которых является дуга сопряжения является кривая близкая к эллипсу, имеющему уравнение что существенно облегчает решение уравнений, связанных с определением точек перехода прямой отрезок - дуга сопряжения и дуга сопряжения - эллипс. Радиус R дуги сопряжения должен быть незначительно больше технологического чтобы компенсировать невозможность мгновенного изменения радиуса поворота самосвала.
При развороте самосвала система ориентации должна работать как следящая и использовать в качестве задающего параметра угол разворота на задний ход р, который для данной разгрузочной площадки есть величина постоянная.
Непосредственно перед участком смены направления движения самосвал должен двигаться по прямой. Программа должна заранее вычислить точки перехода прямая - сопрягающая окружность (А) и сопрягающая окружность - эллипс (В, точка смены направления), и по достижении указанных точек (с учётом погрешности) соответствующим образом менять задающие воздействия.
Точки сопряжения с точки зрения аналитической геометрии должны быть найдены из условий:
- окружность должна иметь с прямой общую точку; производные прямой и окружности в этой точке должны быть равны;
- окружность и эллипс должны иметь общую точку;
- производные окружности и эллипса в этой точке должны быть равны.
Радиус (R) дуги сопряжения должен быть незначительно больше технологического чтобы компенсировать невозможность мгновенного изменения радиуса поворота самосвала.
Геометрические особенности планирования разворота и подъезда самосвала к месту разгрузки изображены на рисунке 2.8.
Приведённые на рисунке 2.8 величины можно определить по формулам 2.11 - 2.20:
A1= (2.11);
A2= (2.12);
A=(a+R)2+k*(b+R)2 (2.13);
B=2*A1*(a+R)2-2*k*A2*(b+R)2 (2.14);
C=(a+R)2*( A12-(b+R)2 )+ A2*(b+R)2 (2.15);
X1= (2.16);
X2=X1-A1 (2.17);
Y2=k*X1-A2 (2.18);
Y3= (2.19);
=arccos(1-) (2.20);
В формулах 2.13 - 2.22 введены промежуточные величины (А, А1, А2, В, С), облегчающие программную реализацию вычислений.
Разработанный алгоритм должен запускаться однократно при проезде самосвалом точки с абсциссой X=b+2*R. В ходе вычислений, которые должны производиться в порядке номеров формул, будут получены координаты точек (X1, Y1) и (X3, Y3). Алгоритм позволяет реализовать автоматическое планирование участка смены направления движения на бортовой ЭВМ системы автовождения карьерного самосвала. Относительная простота формул позволит осуществлять вычисления за минимальное время.
Как и алгоритм сглаживания, алгоритм подъезда к точке разгрузки должен быть реализован на языках высокого уровня.
2.4 Планирование выезда самосвала
из зоны разгрузки.
Планирование траектории выезда самосвала из зоны разгрузки отличается от планирования подъезда к месту разгрузки только отсутствием участка смены направления движения. Планирование траектории также должно состоять из первичного и вторичного.
Следует отметить, что траектория движения должна быть прижата к стороне, противоположной от той на которой расположены места разгрузки для того, чтобы не мешать манёврам самосвалов, которым ещё предстоит разгрузиться. Для алгоритма первичного планирования (п 2.1) это выливается лишь во введении дополнительных критериев оценки. Сглаживание поворотов (вторичное планирование) должно выполнятся по аналогичным (п. 2.2) формулам.
В связи со значительным изменением после разгрузки динамических свойств самосвала, данные для расчёта заданий на ускорение, торможение и поворот должны быть измерены и рассчитаны заново. Программе планирования траектории должна быть передана информация о зависимости тормозного пути от скорости и радиуса поворота от скорости. Информация о выезде из зоны манёвров может быть передана от ДЭВМ или заранее заложена в память как и карта местности.
3 Навигация большегрузного
карьерного автосамосвала по счислению.
В связи с невозможностью точно измерять мгновенное положение автомобиля, а также высокой чувствительностью к помехам системы радионавигации карьерного самосвала, необходимо обеспечить программное дублирование определения параметров его положения на местности (координаты и угол поворота относит?/p>